神東煤炭公司通風(fēng)處        王全龍

神東煤炭公司烏蘭木倫煤礦  呂  波

摘  要  針對烏蘭木倫煤礦通風(fēng)系統(tǒng)存在的主要問題，通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測定，提出了通風(fēng)系統(tǒng)的改造優(yōu)化方案，提高了礦井的總風(fēng)量，滿足了擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模后礦井的供風(fēng)量。

關(guān)鍵詞  通風(fēng)系統(tǒng)  改造  優(yōu)化
 

烏蘭木倫煤礦始建于1988年10月12日，1992年底建成投產(chǎn)。2001 年對礦井進(jìn)行了技術(shù)改造，井型擴(kuò)大到300萬t/a，服務(wù)年限為75年。礦井瓦斯含量極低，據(jù)實(shí)測，瓦斯涌出量均小于0.3m³/t，屬低瓦斯礦井。煤層有自燃發(fā)火傾向，最短發(fā)火期為30d，煤塵極易引起爆炸，爆炸指數(shù)為35%。

礦井采用平峒、斜井開拓方式，在工業(yè)廣場布置4個(gè)井筒，即主斜井、輔運(yùn)平峒、副斜井、回風(fēng)斜井。通風(fēng)方式為中央并列式，通風(fēng)方法為抽出式，安裝BDK42-8-№22對旋主要通風(fēng)機(jī)2臺，電機(jī)功率為2×75kW，轉(zhuǎn)速740r/min。輔運(yùn)平峒、副斜井、主井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)。總進(jìn)風(fēng)量為3160 m³/min，總回風(fēng)量為3270 m³/min，負(fù)壓為1053.68Pa。

1  礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造的必要性

2004年礦井計(jì)劃產(chǎn)量350萬t/a，采掘布局為“一綜兩連”，礦井需要風(fēng)量為4300 m³/min，主扇的實(shí)際排風(fēng)量為3270m³/min。根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，礦井通風(fēng)能力已不能滿足現(xiàn)在的生產(chǎn)規(guī)模和日益擴(kuò)大的生產(chǎn)能力的需求。由于現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)阻力較大，要想徹底解決風(fēng)量不足的問題，必須對現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造優(yōu)化，以滿足礦井所需的風(fēng)量，確保礦井安全生產(chǎn)。為此，改造通風(fēng)系統(tǒng)勢在必行。改造前的通風(fēng)系統(tǒng)如圖1所示。

2  通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造方案

2.1  優(yōu)化改造的技術(shù)依據(jù)

為了做好通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造工作，達(dá)到科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理的目的，必須對礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力進(jìn)行測定并對主要通風(fēng)機(jī)裝置性能進(jìn)行鑒定，為通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造提供技術(shù)依據(jù)。

2004年3月18～27日，由黑龍江科技學(xué)院對該礦的通風(fēng)系統(tǒng)阻力和主要通風(fēng)機(jī)裝置性能進(jìn)行了測定并對通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了解算，掌握了礦井通風(fēng)系統(tǒng)中的阻力分布情況，找出了通風(fēng)阻力較大的區(qū)段和地點(diǎn)，為通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造提供了技術(shù)依據(jù)。

圖1  改造前的通風(fēng)系統(tǒng)

2.2  阻力測定結(jié)果分析

    根據(jù)黑龍江科技學(xué)院對烏蘭木倫煤礦的阻力測定結(jié)果和風(fēng)網(wǎng)解算結(jié)果分析，礦井的通風(fēng)系統(tǒng)比較簡單，全礦只布置了一個(gè)綜采工作面，兩個(gè)連采工作面，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性好，可靠性高。但由于回風(fēng)段通風(fēng)阻力較大，導(dǎo)致礦井的風(fēng)量不足，阻力較高。烏蘭木倫煤礦通風(fēng)阻力分布如表1所示。

表1  通風(fēng)阻力分布

從上表可以看出，礦井進(jìn)風(fēng)段的阻力為144.4Pa，占總阻力的13.7%；用風(fēng)段的阻力為45.9Pa，占總阻力的4.4%；回風(fēng)段的阻力為863.3Pa，占總阻力的81.9%；整個(gè)礦井的高阻段主要為回風(fēng)井的風(fēng)峒。這主要是因?yàn)轱L(fēng)峒的斷面較小，僅為4.5m²，個(gè)別地方斷面更小，僅為3.9m²，且風(fēng)量比較集中，因而風(fēng)速較高，風(fēng)量較大，導(dǎo)致井巷的通風(fēng)阻力較高。除風(fēng)峒的阻力較高外，回風(fēng)段和通風(fēng)立眼的阻力也偏高，主要是因?yàn)榛仫L(fēng)段巷道斷面較進(jìn)風(fēng)段巷道的斷面小，且因冒落等原因造成巷道摩擦阻力系數(shù)增大，致使巷道風(fēng)阻較大，通風(fēng)立眼與井巷連接處有多處直角彎，造成井巷通風(fēng)阻力增高，在現(xiàn)有的條件下，不能滿足礦井的供風(fēng)量。

2.3  礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方案及分析

1）方案一：對高阻段風(fēng)峒及通風(fēng)立眼進(jìn)行改造，利用現(xiàn)有主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。

將風(fēng)峒的斷面擴(kuò)大到9m²，風(fēng)峒的長度按25m計(jì)算，取風(fēng)峒的摩擦阻力系數(shù)為0.007776NS²/m^-4，則風(fēng)峒風(fēng)阻降為0.0032NS²/m⁸;將回風(fēng)立眼處的多處直角彎取直，則該段的風(fēng)阻降為0.0064NS²/m⁸。將此數(shù)代入風(fēng)網(wǎng)解算程序進(jìn)行解算，得出如下結(jié)論：改造后利用現(xiàn)有主要通風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)，風(fēng)量將增加至3664m³/min，增加了394m³/min，風(fēng)機(jī)負(fù)壓下降423Pa，可以節(jié)約大量電費(fèi)。但改造過程將影響礦井的正常生產(chǎn)，且風(fēng)量增加的幅度不大，仍不能滿足礦井所需的風(fēng)量。

2）方案二：將現(xiàn)有副斜井作回風(fēng)井，回風(fēng)井變?yōu)檫M(jìn)風(fēng)井，并利用原主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。

    將現(xiàn)在的副斜井作為回風(fēng)井，回風(fēng)井變?yōu)?^-2煤中央變電所的進(jìn)風(fēng)。改造后的通風(fēng)系統(tǒng)如圖2所示。

圖2  改造后的通風(fēng)系統(tǒng)

如果井下的其它條件都不變，且使風(fēng)峒的斷面擴(kuò)大到9m²，保持主要通風(fēng)機(jī)葉片角度不變，通過風(fēng)網(wǎng)解算，主要通風(fēng)機(jī)在現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)角時(shí)供風(fēng)量為3667m³/min，風(fēng)量增加約400m³/min。由于現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)安裝到副井后，扇風(fēng)機(jī)的功率下降幅度較大，因此，可改變扇風(fēng)機(jī)的葉片安裝角度。將扇風(fēng)機(jī)的葉片安裝角度增加6°時(shí)，根據(jù)扇風(fēng)機(jī)的類比曲線編制數(shù)字文件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)解算，結(jié)果為：在對該扇風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)角改造后，風(fēng)量可增加1064m³/min總風(fēng)量增加到4334 m³/min。

通過上述二種方案的比較，在不更換風(fēng)機(jī)的前提下，方案一雖然可使主要通風(fēng)機(jī)的電耗大大降低，但其改造將影響礦井的正常生產(chǎn)，且風(fēng)量也達(dá)不到礦井的需求；方案二將副井作為回風(fēng)井，原回風(fēng)井變?yōu)?SPAN lang=EN-US>1^-2煤中央變電所的進(jìn)風(fēng)巷，將大大降低礦井的通風(fēng)阻力。改變主扇的葉片安裝角度后，風(fēng)量增加1064 m³/min，總風(fēng)量增加到4334m³/min，能夠滿足礦井生產(chǎn)需要。經(jīng)過比較，方案二較為合理。

3  結(jié)語